ES2950346T3 - Improved detection of short homopolymeric repeats - Google Patents
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Abstract
La presente solicitud se refiere a la detección de cambios en el número de nucleótidos en repeticiones cortas de ácidos nucleicos homopoliméricos, en particular en microsatélites homopoliméricos cortos, por ejemplo con el fin de diagnosticar la inestabilidad de microsatélites (MSI) y/o la deficiencia de reparación de errores de coincidencia (MMR-) en tumores. En consecuencia, se proporcionan métodos para detectar cambios en el número de nucleótidos presentes en secuencias cortas repetidas de nucleótidos homopoliméricos, así como kits y cartuchos para la detección automatizada de dichos cambios. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)The present application relates to the detection of changes in the number of nucleotides in short repeats of homopolymeric nucleic acids, in particular in short homopolymeric microsatellites, for example in order to diagnose microsatellite instability (MSI) and/or deficiency of mismatch repair (MMR-) in tumors. Accordingly, methods are provided for detecting changes in the number of nucleotides present in short repeat sequences of homopolymeric nucleotides, as well as kits and cartridges for the automated detection of such changes. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Detección mejorada de repeticiones homopoliméricas cortasImproved detection of short homopolymeric repeats
Campo técnicoTechnical field
La presente solicitud se refiere a la detección de cambios en el número de nucleótidos en repeticiones de ácidos nucleicos homopoliméricas cortas, en particular en microsatélites homopoliméricos cortos, por ejemplo, con el fin de diagnosticar la inestabilidad de microsatélites (MSI) y/o la alteración de la vía reparadora (MMR-) en tumores. Por consiguiente, se proporcionan métodos para detectar cambios en el número de nucleótidos presentes en secuencias de repetición de nucleótidos homopoliméricas cortas, así como kits y cartuchos para la detección automatizada de dichos cambios.The present application relates to the detection of changes in the number of nucleotides in short homopolymeric nucleic acid repeats, in particular in short homopolymeric microsatellites, for example, in order to diagnose microsatellite instability (MSI) and/or alteration of the reparative pathway (MMR-) in tumors. Accordingly, methods are provided for detecting changes in the number of nucleotides present in short homopolymeric nucleotide repeat sequences, as well as kits and cartridges for the automated detection of such changes.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
La vía reparadora del ADN (MMR) es un sistema conservado evolutivamente de múltiples factores para reconocer y reparar inserciones o deleciones defectuosas (“ indels” ) de bases en el genoma, que pueden surgir durante la replicación o recombinación, o durante la reparación de algunas formas de daño al ADN. En línea con lo anterior, existe evidencia de que la MMR alterada se correlaciona con la inestabilidad genómica y, por tanto, también está implicada en la progresión del cáncer.The DNA repair (MMR) pathway is an evolutionarily conserved system of multiple factors for recognizing and repairing defective insertions or deletions ("indels") of bases in the genome, which may arise during replication or recombination, or during the repair of some forms of DNA damage. In line with the above, there is evidence that altered MMR correlates with genomic instability and, therefore, is also involved in cancer progression.
De hecho, la alteración de la MMR se ha descrito en varios tipos de cáncer, incluyendo leucemia, cáncer de ovario, páncreas o gástrico, y es una causa establecida de síndrome de sensibilidad al cáncer de Lynch que es responsable del 2-5 % de todos los tumores endometriales (EM) o colorrectales (CCR) (Jiricny, 2006). Es importante destacar que los tumores con alteración de la MMR muestran diferentes pronósticos y desenlaces terapéuticos después de los tratamientos convencionales contra el cáncer (N gy Schrag, 2010). Por ejemplo, los tumores con alteración en la MMR de pacientes con CRC no parecen responder a la quimioterapia basada en 5-fluorouracilo (Fischery col., 2007), que es la quimioterapia de primera elección para CRC. Además, los tumores con alteración en la MMR también tienden a ser resistentes al cisplatino y al carboplatino, que se usan frecuentemente en el tratamiento de cáncer de EM (Hewish y col., 2010). Finalmente, estos tumores también se observaron para desarrollar de manera relativamente rápida resistencia a las terapias dirigidas, posiblemente debido a su aumento de la mutabilidad y, por tanto, también a la adquisición más fácil de mutaciones secundarias que potencialmente pueden afectar a otras defensas contra el cáncer. In fact, alteration of MMR has been described in several types of cancer, including leukemia, ovarian, pancreatic or gastric cancer, and is an established cause of Lynch cancer sensitivity syndrome that is responsible for 2-5% of all endometrial (EM) or colorectal (CRC) tumors ( Jiricny, 2006). Importantly, tumors with MMR alteration show different prognoses and therapeutic outcomes after conventional cancer treatments ( N g and Schrag, 2010). For example, MMR-altered tumors from CRC patients do not appear to respond to 5-fluorouracil-based chemotherapy ( Fischery al., 2007 ), which is the first-line chemotherapy for CRC. Furthermore, tumors with alteration in MMR also tend to be resistant to cisplatin and carboplatin, which are frequently used in the treatment of MS cancer ( Hewish et al., 2010). Finally, these tumors were also observed to relatively rapidly develop resistance to targeted therapies, possibly due to their increased mutability and therefore also the easier acquisition of secondary mutations that can potentially affect other anti-inflammatory defenses. cancer.
Debido al hecho de que se demostró que la alteración de la MMR afectaba a la respuesta de los pacientes a los tratamientos contra el cáncer, su detección eficaz puede tener potencialmente graves consecuencias sobre el tratamiento eficaz de los pacientes y sobre su supervivencia. Debido a la complejidad de las mutaciones que afectan a la ruta de MMR, en la práctica clínica es más común probar la alteración de la MMR mediante el cribado para determinar su consecuencia directa que son errores en la replicación del ADN, en lugar de realizar un cribado detallado para mutaciones seleccionadas en genes MMR tales como MLH1, MSH2, MSH6 o PMS2 (Peltomaki, 1997). Estos errores en la replicación del ADN se manifiestan mejor en cambios en la variación de longitud en secuencias de repetición en tándem cortas denominadas microsatélites, un fenómeno denominado inestabilidad de microsatélites o MSI.Due to the fact that alteration of MMR was shown to affect the response of patients to cancer treatments, its effective detection can potentially have serious consequences on the effective treatment of patients and their survival. Due to the complexity of mutations affecting the MMR pathway, in clinical practice it is more common to test for MMR alteration by screening for its direct consequence, which is errors in DNA replication, rather than performing a detailed screening for selected mutations in MMR genes such as MLH1, MSH2, MSH6 or PMS2 ( Peltomaki, 1997). These errors in DNA replication are best manifested in changes in length variation in short tandem repeat sequences called microsatellites, a phenomenon called microsatellite instability or MSI.
Los microsatélites son conductos de motivos de ADN adyacentes repetidos normalmente de 5 a 50 veces (es decir, repetidos en tándem) de uno a cinco nucleótidos. Están ampliamente distribuidos en todo el genoma de mamíferos y se ubican más frecuentemente en sus partes no codificantes. Por este motivo, muchos microsatélites son biológicamente silenciosos, lo que les permite acumular mutaciones inofensivas a lo largo de generaciones, que pueden usarse para el análisis de la huella de ADN u otros propósitos de identificación. Sin embargo, la pérdida (deleción) o ganancia (inserción) clonal de una o más unidades de repetición de microsatélites en múltiples microsatélites en un tejido de un solo individuo, pero no en el tejido circundante, es un rasgo distintivo de la replicación defectuosa y sugiere fuertemente una MMR alterada y una propensión a desarrollar cáncer (P inoly col., 2005). Microsatellites are conduits of adjacent DNA motifs typically repeated 5 to 50 times (i.e., tandemly repeated) of one to five nucleotides. They are widely distributed throughout the mammalian genome and are most frequently located in its non-coding parts. For this reason, many microsatellites are biologically silent, allowing them to accumulate harmless mutations over generations, which can be used for DNA fingerprinting or other identification purposes. However, clonal loss (deletion) or gain (insertion) of one or more microsatellite repeat units in multiple microsatellites in a tissue from a single individual, but not in the surrounding tissue, is a hallmark of defective replication and strongly suggests an altered MMR and a propensity to develop cancer ( P inoly al., 2005).
Actualmente, el estándar establecido del análisis de MSI implica una prueba basada en PCR en el ADN de los pacientes con cáncer para determinar la longitud de al menos 5 marcadores de microsatélites que incluyen 2 mono- u homopolímeros (BAT25, BAT26) de 25 y 26 nucleótidos de longitud, y de 3 repeticiones de dinucleótidos (D2S123, D5S346, D17S250) (Boland y col., 1998). El panel de estos 5 marcadores de MSI se propuso primero por el National Cancer Institute Research Workshop en Bethesda, Maryland, y, por tanto, ahora se conoce ampliamente como el panel de Bethesda. Una muestra sometida a prueba con el panel de Bethesda se designa como que tiene una alta frecuencia de MSI o un fenotipo “ MSI-H” si el 30 % o más de los marcadores (de modo que al menos 2 en el panel de 5 marcadores) se sometieron a prueba como inestables. Si un marcador de los cinco (o < 30 % de los marcadores tumorales) puntúa como positivo para MSI, una muestra se designa como baja en MSI o “ MSI-L” . Finalmente, si no se halla ningún marcador alterado, una muestra se considera estable al MSI o “ MSS” (Bolandy col., 1998). Currently, the established standard of MSI analysis involves a PCR-based test on the DNA of cancer patients to determine the length of at least 5 microsatellite markers that include 2 mono- or homopolymers (BAT25, BAT26) of 25 and 26 nucleotides in length, and 3 dinucleotide repeats (D2S123, D5S346, D17S250) ( Boland et al., 1998). The panel of these 5 MSI markers was first proposed by the National Cancer Institute Research Workshop in Bethesda, Maryland, and is therefore now widely known as the Bethesda panel. A sample tested with the Bethesda panel is designated as having a high frequency of MSI or an “MSI-H” phenotype if 30% or more of the markers (so that at least 2 in the 5-marker panel ) were tested as unstable. If one of the five markers (or <30% of the tumor markers) scores positive for MSI, a sample is designated MSI-low or “MSI-L”. Finally, if no altered marker is found, a sample is considered stable to MSI or “MSS” ( Bolandy et al., 1998).
A pesar de ser el estándar actual de prueba de MSI, el panel de Bethesda tiende a mostrar baja sensibilidad, especialmente para cánceres distintos del cáncer colorrectal en vista del cual se desarrolló inicialmente (Bolandy col., 1998). Por tanto, se han sometido a prueba ampliamente marcadores alternativos, incluyendo los mencionados en, por ejemplo, Murphy y col., 2006 y Garcia-Alfonso 2012, y el documento WO2013153130.Despite being the current MSI test standard, the Bethesda panel tends to show low sensitivity, especially for cancers other than colorectal cancer for which it was initially developed ( Bolandy al., 1998). Therefore, alternative markers have been extensively tested, including those mentioned in, for example, Murphy et al., 2006 and Garcia-Alfonso 2012, and WO2013153130.
Otro inconveniente de los enfoques conocidos actualmente es su nivel de complicación, necesidad de instrumentos especializados que se extienden más allá de los termocicladores de laboratorio convencionales, así como su limitada viabilidad para la automatización. Las técnicas de detección actualmente existentes para MSI aplican uno de estos principios: (i) uso de cebadores marcados con fluorescencia para la detección de los marcadores del panel de Bethesda, seguido de electroforesis capilar; (ii) análisis de la curva de fusión de alta resolución de los 5 marcadores del panel de Bethesda usando un tinte de intercalación de ADNbc; (iii) detección espectrométrica de masa de alelos de una longitud diferente; y (iv) secuenciación de próxima generación de grandes regiones de ADN (por ejemplo, exoma), seguido de recuento del número de mutaciones.Another drawback of currently known approaches is their level of complication, need for specialized instruments that extend beyond conventional laboratory thermal cyclers, as well as their limited feasibility for automation. Currently existing detection techniques for MSI apply one of these principles: (i) use of fluorescently labeled primers for the detection of Bethesda panel markers, followed by capillary electrophoresis; (ii) high-resolution melting curve analysis of the 5 markers from the Bethesda panel using a dsDNA intercalation dye; (iii) mass spectrometric detection of alleles of a different length; and (iv) next-generation sequencing of large regions of DNA (e.g., exome), followed by counting the number of mutations.
Por ejemplo, (i) la estrategia inicial de cribado de Bethesda basada en PCR requiere una interpretación de un observador experto lo que dificulta la automatización eficaz y sencilla. A continuación, (ii) el análisis de la curva de fusión de alta resolución con tintes de intercalación de ADNbc también usando los marcadores del panel de Bethesda largos, aunque en principio adaptable a termocicladores de PCR convencionales, adolece de capacidades de multiplexación muy limitadas para el cribado de varios marcadores de MSI diferentes en una serie ya que la temperatura de fusión para cada amplicón marcador necesita ser lo suficientemente diferente como para no producir señales superpuestas. Además, a medida que esta estrategia se basa en la formación de heterodúplex entre alelos de longitud normal y mutantes, también es menos sensible en comparación con las otras alternativas. A continuación, (iii) el método basado en espectrometría de masas (Zhao y col., 2014 ) es en principio también susceptible de automatización pero, requiere instrumentación especializada y personal altamente cualificado para la interpretación de los datos. Por último, (iv) la detección del estado de MSI mediante secuenciación de próxima generación (NGS) y recuento del número de mutaciones observadas, sin duda, tiene la ventaja de observar una gran cantidad de posiciones en el genoma o exoma en lugar de sólo en los marcadores selectivos con alta sensibilidad para MSI. Sin embargo, aunque este método también es en principio, al menos parcialmente automatizable, actualmente es muy costoso, requiere un instrumento de NGS especializado, y sigue siendo lento y complicado debido a la generación de una gran cantidad de datos que aún necesitan ser analizados por un especialista.For example, (i) Bethesda's initial PCR-based screening strategy requires interpretation by an expert observer which makes efficient and simple automation difficult. Next, (ii) high-resolution melting curve analysis with dsDNA intercalation dyes also using the long Bethesda panel markers, although in principle adaptable to conventional PCR thermal cyclers, suffers from very limited multiplexing capabilities for screening for several different MSI markers in a series since the melting temperature for each marker amplicon needs to be different enough not to produce overlapping signals. Furthermore, as this strategy relies on the formation of heteroduplexes between normal-length and mutant alleles, it is also less sensitive compared to the other alternatives. Next, (iii) the method based on mass spectrometry ( Zhao et al., 2014 ) is in principle also susceptible to automation but requires specialized instrumentation and highly qualified personnel for the interpretation of the data. Finally, (iv) detecting MSI status using next-generation sequencing (NGS) and counting the number of mutations observed undoubtedly has the advantage of looking at a large number of positions in the genome or exome rather than just in selective markers with high sensitivity for MSI. However, although this method is also in principle at least partially automatable, it is currently very expensive, requires a specialized NGS instrument, and remains slow and complicated due to the generation of a large amount of data that still needs to be analyzed by a specialist.
Por tanto, las técnicas actualmente existentes para determinar el estado de MSI tienen determinados inconvenientes, ya sea relacionados con sus capacidades de detección limitadas, costes y tiempo de respuesta, o requieren un equipo especializado y una interpretación de expertos altamente entrenada de los resultados. La presente invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas resuelve los problemas enumerados anteriormente proporcionando un método altamente sensible, de multiplexación adecuada y totalmente automatizable para la detección de cambios en el número de nucleótidos en microsatélites homopoliméricos cortos que pueden usarse por cualquier instrumento de termociclado por PCR cuantitativa. Esta y otras ventajas de la presente invención se presentan a continuación. Therefore, currently existing techniques for determining MSI status have certain drawbacks, either related to their limited detection capabilities, costs and response time, or require specialized equipment and highly trained expert interpretation of the results. The present invention as defined in the appended claims solves the problems listed above by providing a highly sensitive, well-multiplexed and fully automatable method for the detection of changes in the number of nucleotides in short homopolymeric microsatellites that can be used by any thermocycling instrument. by quantitative PCR. This and other advantages of the present invention are presented below.
Resumen de la invenciónSummary of the invention
La presente invención se define en las reivindicaciones independientes adjuntas. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes. En particular, la presente invención se refiere a un método para detectar cambios en el número de nucleótidos presentes en una secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica igual o menor que 15 pb de longitud, comprendiendo el método las etapas de:The present invention is defined in the attached independent claims. Preferred embodiments are defined in the dependent claims. In particular, the present invention relates to a method for detecting changes in the number of nucleotides present in a homopolymeric nucleotide repeat sequence equal to or less than 15 bp in length, the method comprising the steps of:
- generar amplicones amplificando una secuencia de ácido nucleico que comprende la secuencia de repetición homopolimérica diana igual o menor que 15 pb de longitud y sus secuencias flanqueantes específicas;- generating amplicons by amplifying a nucleic acid sequence comprising the target homopolymeric repeat sequence equal to or less than 15 bp in length and its specific flanking sequences;
- calentar los amplicones generados en presencia de al menos una sonda de oligonucleótido de baliza molecular generadora de señal que comprende una secuencia complementaria a la secuencia de repetición homopolimérica diana y capaz de hibridar con la secuencia de repetición homopolimérica diana y sus secuencias flanqueantes específicas, y detectar los cambios en la resistencia de la señal generada por dicha sonda en función de la temperatura para obtener al menos una curva de fusión; y- heating the generated amplicons in the presence of at least one signal-generating molecular beacon oligonucleotide probe comprising a sequence complementary to the target homopolymeric repeat sequence and capable of hybridizing with the target homopolymeric repeat sequence and its specific flanking sequences, and detecting changes in the resistance of the signal generated by said probe as a function of temperature to obtain at least one melting curve; and
- deducir el número de nucleótidos presentes en la secuencia de repetición homopolimérica diana a partir de la al menos una curva de fusión;- deducing the number of nucleotides present in the target homopolymeric repeat sequence from the at least one melting curve;
el método se caracteriza porque dicha al menos una sonda de oligonucleótido de baliza molecular generadora de señal comprende una característica o modificación estructural que protege dicha sonda de la actividad 3'-5’ exonucleasa de la polimerasa; y porque la etapa de generar amplicones se realiza en una PCR que comprende una polimerasa que tiene actividad 3'-5’ exonucleasa.The method is characterized in that said at least one signal-generating molecular beacon oligonucleotide probe comprises a structural feature or modification that protects said probe from the 3'-5' exonuclease activity of the polymerase; and because the step of generating amplicons is carried out in a PCR that comprises a polymerase that has 3'-5' exonuclease activity.
En una realización preferida, el método de la presente invención usa sondas marcadas con fluorescencia para detectar variaciones de longitud en las regiones de repetición homopoliméricas cortas en un instrumento de termociclado por PCR cuantitativa convencional sin la necesidad de ningún equipo adicional para el análisis posterior a la PCR. Por tanto, en una realización particularmente ventajosa, el reactivo generador de señal es al menos una sonda de oligonucleótido marcada (es decir, generadora de señal), siendo preferiblemente una sonda de baliza molecular, que comprende una secuencia complementaria a la secuencia de repetición homopolimérica diana y capaz de hibridar con dicha secuencia de repetición homopolimérica diana y su secuencia flanqueante específica. Lo más preferiblemente, la secuencia capaz de hibridar con la secuencia de repetición homopolimérica diana comprende una secuencia idéntica o perfectamente complementaria a un mutante de dicha secuencia de repetición homopolimérica diana, comprendiendo dicho mutante una deleción de al menos un homonucleótido en dicha secuencia de repetición homopolimérica diana en comparación con su forma de tipo natural.In a preferred embodiment, the method of the present invention uses fluorescently labeled probes to detect length variations in short homopolymeric repeat regions in a conventional quantitative PCR thermocycling instrument without the need for any additional equipment for post-analysis analysis. PCR. Therefore, in a particularly advantageous embodiment, the signal generating reagent is at least one labeled (i.e. signal generating) oligonucleotide probe, preferably being a molecular beacon probe, which It comprises a sequence complementary to the target homopolymeric repeat sequence and capable of hybridizing with said target homopolymeric repeat sequence and its specific flanking sequence. Most preferably, the sequence capable of hybridizing with the target homopolymeric repeat sequence comprises a sequence identical or perfectly complementary to a mutant of said target homopolymeric repeat sequence, said mutant comprising a deletion of at least one homonucleotide in said homopolymeric repeat sequence. diana compared to its wild type form.
En un aspecto adicional, la presente invención proporciona un kit, preferiblemente en forma de cartucho, para detectar cambios en el número de nucleótidos presentes en una secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica diana igual o más corta que 15 pb de longitud, comprendiendo dicho kit al menos una, preferiblemente una pluralidad de sondas de oligonucleótido que son balizas moleculares, comprendiendo cada una, una secuencia capaz de hibridar con una secuencia que comprende una secuencia de repetición homopolimérica específica diferente igual o menor que 15 pb de longitud; dicho kit también comprende preferiblemente una polimerasa de corrección de lectura. Ventajosamente, cada una de dichas sondas de baliza molecular comprende una secuencia capaz de hibridar con diferentes secuencias de repetición de nucleótidos homopoliméricas diana y siendo idéntica a o complementaria a al menos secuencias mutantes de deleción de homonucleótidos individuales de cada una de dichas diferentes secuencias de repetición homopoliméricas diana.In a further aspect, the present invention provides a kit, preferably in cartridge form, for detecting changes in the number of nucleotides present in a target homopolymeric nucleotide repeat sequence equal to or shorter than 15 bp in length, said kit comprising at least one, preferably a plurality of oligonucleotide probes that are molecular beacons, each comprising a sequence capable of hybridizing with a sequence comprising a different specific homopolymeric repeat sequence equal to or less than 15 bp in length; said kit also preferably comprises a proofreading polymerase. Advantageously, each of said molecular beacon probes comprises a sequence capable of hybridizing with different target homopolymeric nucleotide repeat sequences and being identical to or complementary to at least individual homonucleotide deletion mutant sequences of each of said different homopolymeric repeat sequences. Diana.
Finalmente, la presente invención también proporciona usos de los métodos, kits y/o cartuchos proporcionados en el presente documento para la detección de inestabilidad de microsatélites (MSI), en particular en una muestra de un paciente con cáncer.Finally, the present invention also provides uses of the methods, kits and/or cartridges provided herein for the detection of microsatellite instability (MSI), in particular in a sample from a cancer patient.
Breve descripción de las figurasBrief description of the figures
Para una comprensión más completa de la naturaleza de la presente invención, se hace referencia a la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que:For a more complete understanding of the nature of the present invention, reference is made to the following detailed description taken together with the accompanying drawings, in which:
Figura 1: muestra las curvas de fusión (panel A) y picos de fusión (panel B) que caracterizan la cinética de hibridación en función de la temperatura para la sonda de baliza molecular específica de TMEM65 que hibrida con tres secuencias diana que tienen diferentes números de homonucleótidos en la secuencia de repetición homopolimérica de TMEM65; Figure 1: Shows the melting curves (panel A) and melting peaks (panel B) characterizing the hybridization kinetics as a function of temperature for the TMEM65-specific molecular beacon probe that hybridizes with three target sequences that have different numbers. of homonucleotides in the homopolymeric repeat sequence of TMEM65;
Figura 2: muestra picos de fusión que caracterizan el estado de estabilidad de microsatélites de TMEM65 en 10 muestras de tipo natural (WT) y de microsatélites estables (MSS) (curvas negras, longitud de repetición de TMEM65 de 11) y en 10 muestras de microsatélites inestables (alto en MSI [MSI-H]) (curvas de color gris, longitud de repetición de TMEM65 de 10);Figure 2: Shows melting peaks characterizing the microsatellite stability state of TMEM65 in 10 wild-type (WT) and microsatellite stable (MSS) samples (black curves, TMEM65 repeat length of 11) and in 10 samples of unstable microsatellites (MSI-high [MSI-H]) (gray curves, TMEM65 repeat length of 10);
Figura 3: muestra picos de fusión de la sonda de TMEM65 para dos muestras de MSS seleccionadas al azar MSS 1 y MSS 2;Figure 3: shows TMEM65 probe melting peaks for two randomly selected MSS samples MSS 1 and MSS 2;
Figura 4: muestra picos de fusión de la sonda de TMEM65 para tres muestras MSI-H seleccionadas al azar (MSI-H 1 -3), cada una mostrada frente a un pico de fusión de sonda de TMEM65 obtenido para la muestra MSS 1 estable al MSI.Figure 4: Shows TMEM65 probe melting peaks for three randomly selected MSI-H samples (MSI-H 1-3), each shown against a TMEM65 probe melting peak obtained for the stable MSS 1 sample. to MSI.
Figura 5: muestra picos de fusión para sondas de baliza molecular específicas del marcador ABAT que comprenden (panel A) un tallo que es resistente a la actividad exonucleasa de la polimerasa Q5, o (panel B) un tallo que la polimerasa Q5 degrada.Figure 5 shows melting peaks for ABAT marker-specific molecular beacon probes comprising (panel A) a stem that is resistant to the exonuclease activity of Q5 polymerase, or (panel B) a stem that is degraded by Q5 polymerase.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
La presente invención se refiere a nuevos métodos, kits y cartuchos, así como a usos de los mismos, para detectar incluso cambios muy pequeños en el número de nucleótidos (por ejemplo, /1 nt) presentes en uno corto, es decir, al menos 10 nucleótidos más cortos que las secuencias de repetición de nucleótidos homopoliméricas del marcador del panel de Bethesda BAT25. En línea con esto, la presente invención proporciona los métodos, kits y cartuchos, así como usos de los mismos, para la detección de inestabilidad de marcadores de microsatélites homopoliméricos cortos (<15 pb, preferiblemente<12 pb), por ejemplo, tales como los descritos en el documento WO2013153130.The present invention relates to new methods, kits and cartridges, as well as uses thereof, for detecting even very small changes in the number of nucleotides (for example, /1 nt) present in a short one, that is, at least 10 nucleotides shorter than the homopolymeric nucleotide repeat sequences of the Bethesda BAT25 panel marker. In line with this, the present invention provides methods, kits and cartridges, as well as uses thereof, for the detection of instability of short homopolymeric microsatellite markers (<15 bp, preferably <12 bp), for example, such as those described in document WO2013153130.
En particular, la presente invención se refiere a un método para detectar cambios en el número de nucleótidos presentes en una secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica igual o menor que 15 pb de longitud, preferiblemente 12 pb, tal como se define mediante las reivindicaciones adjuntasIn particular, the present invention relates to a method for detecting changes in the number of nucleotides present in a homopolymeric nucleotide repeat sequence equal to or less than 15 bp in length, preferably 12 bp, as defined by the appended claims.
El método proporcionado en el presente documento tiene la ventaja de ser completamente automatizable y adaptable a cualquier instrumento de termociclado de PCR cuantitativa convencional, lo que le permite ser realizado por personal de laboratorio normal sin necesidad de formación especializada. Además de lo anterior, el método es altamente sensible, de multiplexación adecuada, y puede proporcionar una estimación de las cantidades relativas de las secuencias de repetición de nucleótidos homopoliméricas detectadas y las variantes de las mismas. The method provided herein has the advantage of being completely automatable and adaptable to any conventional quantitative PCR thermocycling instrument, allowing it to be performed by regular laboratory personnel without the need for specialized training. In addition to the above, the method is highly sensitive, adequately multiplexed, and can provide an estimate of the relative amounts of the detected homopolymeric nucleotide repeat sequences and variants thereof.
Los métodos actualmente existentes para la detección de MSI tienen las siguientes desventajas:Currently existing methods for MSI detection have the following disadvantages:
(a) para determinar la longitud de repetición que requieren equipos especializados adicionales para realizar el análisis posterior a la PCR y/o este análisis normalmente debe interpretarse por un experto altamente entrenado; o(a) to determine the repeat length requiring additional specialized equipment to perform post-PCR analysis and/or this analysis should normally be interpreted by a highly trained expert; either
(b) en el caso de una curva de fusión de alta resolución con tintes de intercalación de ADNbc, la desventaja es una capacidad de multiplexación muy limitada con el fin de evitar las señales de fusión superpuestas de diferentes amplicones y, además, no proporciona capacidad para cuantificar las cantidades relativas de secuencias inestables (mutantes) con respecto a las estables (de tipo natural).(b) in the case of a high resolution melting curve with dsDNA intercalation dyes, the disadvantage is a very limited multiplexing capacity in order to avoid overlapping melting signals from different amplicons and, furthermore, it does not provide capacity to quantify the relative amounts of unstable sequences (mutants) with respect to stable ones (wild type).
La presente solicitud supera estos inconvenientes realizando el análisis de la curva de fusión usando sondas marcadas con fluorescencia altamente sensibles a mutantes, en donde cada marcador puede detectarse en un canal fluorescente diferente. En un aspecto particularmente preferido para su realización de sensibilidad, la secuencia en la sonda capaz de hibridar con la secuencia de repetición homopolimérica diana comprende una secuencia idéntica o complementaria a una secuencia mutante de la secuencia de repetición homopolimérica diana, comprendiendo dicho mutante una deleción de al menos un homonucleótido en dicha secuencia de repetición homopolimérica diana en comparación con la forma de tipo natural (es decir, esperada).The present application overcomes these drawbacks by performing melting curve analysis using fluorescently labeled probes highly sensitive to mutants, where each label can be detected in a different fluorescent channel. In a particularly preferred aspect for its sensitivity embodiment, the sequence in the probe capable of hybridizing with the target homopolymeric repeat sequence comprises a sequence identical or complementary to a mutant sequence of the target homopolymeric repeat sequence, said mutant comprising a deletion of at least one homonucleotide in said target homopolymeric repeat sequence compared to the wild type (i.e., expected) form.
A lo largo de estas líneas, en una realización preferida, se proporciona un método para detectar cambios en el número de nucleótidos presentes en una secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica igual o menor que 15 pb de longitud, comprendiendo el método las etapas de:Along these lines, in a preferred embodiment, a method is provided for detecting changes in the number of nucleotides present in a homopolymeric nucleotide repeat sequence equal to or less than 15 bp in length, the method comprising the steps of:
- generar amplicones amplificando una secuencia de ácido nucleico que comprende la secuencia de repetición homopolimérica diana y sus secuencias flanqueantes específicas;- generating amplicons by amplifying a nucleic acid sequence comprising the target homopolymeric repeat sequence and its specific flanking sequences;
- la detección de una señal generada por una sonda hibridando específicamente con la secuencia de repetición homopolimérica y sus secuencias flanqueantes; y- the detection of a signal generated by a probe hybridizing specifically with the homopolymeric repeat sequence and its flanking sequences; and
- deducir el número de nucleótidos presentes en la secuencia de repetición homopolimérica diana; - deduce the number of nucleotides present in the target homopolymeric repeat sequence;
estando dicho método caracterizado porque la sonda comprende una secuencia idéntica o complementaria a una secuencia mutante de dicha secuencia de repetición homopolimérica diana, en donde dicha secuencia mutante comprende una deleción de al menos un homonucleótido en dicha secuencia de repetición homopolimérica diana en comparación con la forma de tipo natural esperada de la secuencia de repetición homopolimérica diana.said method being characterized in that the probe comprises a sequence identical or complementary to a mutant sequence of said target homopolymeric repeat sequence, wherein said mutant sequence comprises a deletion of at least one homonucleotide in said target homopolymeric repeat sequence compared to the form expected wild-type of the target homopolymeric repeat sequence.
Tal como se usa en el presente documento, el término “ ácido nucleico" y su equivalente "polinucleótido", tal como se usan en el presente documento, se refieren a un polímero de ribonucleósidos o desoxirribonucleósidos que comprenden enlaces fosfodiéster entre subunidades de nucleótidos. Los ácidos nucleicos incluyen, pero no se limitan a, ADN y ARN, por ejemplo, incluyendo ADN genómico, ADN mitocondrial o ADNme, ADNc, ARNm, ARNr, ARNt, hnARN, microARN, ARNlnc y diversas versiones modificadas de los mismos. Los ácidos nucleicos pueden obtenerse más habitualmente de fuentes naturales como muestras biológicas obtenidas de diferentes tipos de organismos. Por otro lado, los ácidos nucleicos también pueden sintetizarse, recombinarse o producirse de otro modo en cualquiera de los métodos ideados por los seres humanos (por ejemplo, PCR).As used herein, the term " nucleic acid" and its equivalent "polynucleotide", as used herein, refer to a polymer of ribonucleosides or deoxyribonucleosides comprising phosphodiester bonds between nucleotide subunits. Nucleic acids include, but are not limited to, DNA and RNA, for example, including genomic DNA, mitochondrial DNA or meDNA, cDNA, mRNA, rRNA, tRNA, hnRNA, microRNA, lncRNA and various modified versions thereof. They can most commonly be obtained from natural sources such as biological samples obtained from different types of organisms. On the other hand, nucleic acids can also be synthesized, recombined or otherwise produced in any of the methods devised by humans (for example, PCR). .
Naturalmente, en una realización preferida, la amplificación se realiza preferiblemente mediante la reacción en cadena de la polimerasa o PCR usando un medio para realizar la PCR tal como un termociclador. Ventajosamente, para fines de automatización mejores, la PCR se realiza preferiblemente usando medios para realizar qPCR que proporciona una monitorización fácil de las señales generadas a partir del reactivo generador de señal.Of course, in a preferred embodiment, amplification is preferably performed by polymerase chain reaction or PCR using a means for performing PCR such as a thermocycler. Advantageously, for better automation purposes, the PCR is preferably performed using means for performing qPCR that provides easy monitoring of the signals generated from the signal generating reagent.
Con el término “ PCR cuantitativa" o simplemente “ qPCR" se proporciona en el presente documento la definición de una técnica de laboratorio basada en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que se usa para amplificar y detectar o cuantificar simultáneamente una molécula de ADN seleccionada como diana. A diferencia de la PCR convencional donde el producto de la reacción se detecta en su extremo, es decir, después de que haya terminado el termociclado, la característica clave de la qPCR es que el producto de ADN se está detectando durante el termociclado a medida que la reacción progresa en “tiempo real” ; por tanto, el nombre alternativo de la qPCR es “ PCR en tiempo real". Actualmente existen muchos tipos diferentes de qPCR. Por ejemplo, cuando se inicia con una etapa de transcripción inversa (RT), la qPCR puede usarse para cuantificar el número de ARN mensajeros y entonces se denomina qPCR de transcriptasa inversa o una RT-qPCR. Tal como se usan en el presente documento, los términos “ PCR cuantitativa" o simplemente “ qPCR" se empleará con preferencia sobre el término "PCR en tiempo real" o “ RT-PCR" para evitar la confusión con PCR de transcripción inversa, también abreviada frecuentemente como RT-PCR. La mayoría de las qPCR usan uno de los dos métodos más habituales para detectar la amplificación del producto en tiempo real; (a) intercalación de tintes fluorescentes no específicos con cualquier ADN bicatenario, o (2) sondas de ADN específicas de secuencia que consisten en oligonucleótidos que se marcan con un indicador fluorescente que permite la detección sólo después de la hibridación de la sonda con su secuencia diana complementaria. Las señales fluorescentes generadas durante el termociclado se detectan mediante un sistema de detección óptica apropiado y se siguen desde el momento en que pasan el umbral de fondo hasta que la reacción alcanza la meseta. El número de copias de las secuencias diana puede estimarse usando una estrategia de cuantificación relativa o absoluta, normalmente analizando la forma de la curva de amplificación obtenida (estrategia de curva de calibración) o determinando cuándo la señal se eleva por encima de cierto valor umbral (a menudo denominado valor Ct, pero veces, también valor Cp o valor Cq). En la cuantificación relativa, los niveles de ácido nucleico diana estimados en una muestra dada usando el análisis de Ct o de curva de calibración se expresan en relación con los valores obtenidos para la misma diana en otra muestra de referencia, por ejemplo, una muestra de control no tratada. Por el contrario, en la cuantificación absoluta, la señal de qPCR se relaciona con el número de copias de entrada usando una curva de calibración o también puede calcularse según un método de PCR digital más reciente. Para el momento que es, la primera estrategia es aún más predominante y basa la estimación de la cantidad de ADN diana comparando los valores obtenidos con una curva de calibración elaborada previamente. Estas y otras estrategias de cuantificación por qPCR son ampliamente conocidas en la técnica y su cálculo puede diferir más o menos dependiendo de una aplicación dada y un sistema de qPCR.The term “quantitative PCR" or simply “qPCR" is provided herein to define a laboratory technique based on the polymerase chain reaction (PCR), which is used to simultaneously amplify and detect or quantify a molecule. of DNA selected as a target. Unlike conventional PCR where the reaction product is detected at its end, i.e. after thermocycling has finished, the key feature of qPCR is that the DNA product is being detected during thermocycling as it the reaction progresses in “real time”; Therefore, the alternative name for qPCR is “real-time PCR”. There are currently many different types of qPCR. For example, when started with a reverse transcription (RT) step, qPCR can be used to quantify the number of messenger RNA and is then called reverse transcriptase qPCR or an RT-qPCR. As used herein, the terms “quantitative PCR” or simply “qPCR” will be used in preference to the term “real-time PCR” or “RT-PCR" to avoid confusion with reverse transcription PCR, also frequently abbreviated as RT-PCR. Most qPCRs use one of the two most common methods to detect product amplification in real time; (a) intercalation of non-specific fluorescent dyes with any double-stranded DNA, or (2) sequence-specific DNA probes consisting of oligonucleotides that are labeled with a fluorescent reporter that allows detection only after hybridization of the probe with its sequence complementary target. Fluorescent signals generated during thermocycling are detected by an appropriate optical detection system and are followed from the time they pass the background threshold until the reaction reaches plateau. The number of Copies of the target sequences can be estimated using a relative or absolute quantification strategy, typically by analyzing the shape of the obtained amplification curve (calibration curve strategy) or by determining when the signal rises above a certain threshold value (often called Ct value, but sometimes also Cp value or Cq value). In relative quantification, target nucleic acid levels estimated in a given sample using Ct or calibration curve analysis are expressed relative to values obtained for the same target in another reference sample, for example, a sample of untreated control. In contrast, in absolute quantification, the qPCR signal is related to the input copy number using a calibration curve or can also be calculated based on a more recent digital PCR method. At the moment, the first strategy is even more predominant and bases the estimation of the amount of target DNA by comparing the values obtained with a previously prepared calibration curve. These and other qPCR quantification strategies are widely known in the art and their calculation may differ more or less depending on a given application and qPCR system.
Tal como se utiliza en el presente documento, el término “ medios para realizar PCR cuantitativa" se entenderá como una disposición mínima necesaria de reactivos y elementos para realizar una qPCR. Normalmente incluirán cualquier reactivo que permita el termociclado detectable de PCR en tiempo real de un molde de ácido nucleico recibido de una fuente de ácido nucleico. Tales reactivos incluyen, pero dependiendo del tipo de qPCR no se limitan a una polimerasa de calidad PCR, al menos un conjunto de cebadores, un tinte detectable o una sonda, dNTP, tampón de PCR, etc. Además, los “ medios para realizar PCR cuantitativa" normalmente también incluirá cualquier conjunto mínimo de partes conocido convencionalmente en la técnica, que habitualmente incluye, pero no se limita a lo siguiente: (1) un compartimento adecuado (denominado además “ un compartimento de qPCR de termociclado" donde puede tener lugar el termociclado detectable en tiempo real. Tales compartimentos pueden, por ejemplo, estar formados por una cámara adecuada para amplificar ácidos nucleicos, es decir, hechos de material apropiado y que proporcionan suficiente regulación de temperatura interna, y que también comprenden al menos una pared que permite la detección en tiempo real de señales generadas durante tal amplificación, por ejemplo, una pared transparente a la luz. Además, (2) medios para variar la temperatura en esta cámara u otro compartimento, tal como se conoce ampliamente a partir de diversas máquinas de termociclado existentes. A continuación, (3) medios para detectar las señales generadas durante el termociclado de qPCR, como un detector óptico acoplado a un ordenador, etc. En resumen, tal conjunto mínimo incluirá normalmente cualquier sistema o sistemas conocidos en la técnica capaz de iniciar y mantener la reacción de termociclado en el compartimiento de qPCR de termociclado, ajustar y regular la temperatura para garantizar condiciones estables de termociclado en la misma, etc.; además, también incluirá cualquier dispositivo o dispositivos de detección apropiados, medios para el procesamiento de datos (por ejemplo, un ordenador conectado alternativamente a una base de datos), y sistemas de salida que permitan leer y monitorizar el termociclado de la reacción de qPCR en tiempo real (normalmente una pantalla de ordenador que muestra el progreso de la reacción en una interfaz gráfica de usuario apropiada); así como cualquier paquete de software adecuado para hacer funcionar la maquinaria y/o mostrar y posiblemente también ayudar a la interpretación de los resultados obtenidos.As used herein, the term “means for performing quantitative PCR” will be understood as a minimum necessary arrangement of reagents and elements to perform a qPCR. It will typically include any reagent that allows detectable real-time PCR thermocycling of a nucleic acid template received from a nucleic acid source Such reagents include, but depending on the type of qPCR are not limited to a PCR grade polymerase, at least one set of primers, a detectable dye or a probe, dNTPs, buffer PCR, etc. In addition, the “means for performing quantitative PCR” will typically also include any minimum set of parts conventionally known in the art, which typically includes, but is not limited to, the following: (1) a suitable compartment (further referred to as “ a "thermocycling qPCR compartment" where detectable thermocycling can take place in real time. Such compartments may, for example, be formed by a chamber suitable for amplifying nucleic acids, i.e. made of appropriate material and providing sufficient temperature regulation internal, and which also comprise at least one wall that allows real-time detection of signals generated during such amplification, for example, a wall transparent to light. Furthermore, (2) means for varying the temperature in this chamber or other compartment, as is widely known from various existing thermocycling machines. Next, (3) means to detect the signals generated during qPCR thermocycling, such as an optical detector coupled to a computer, etc. In summary, such a minimum set will typically include any system or systems known in the art capable of initiating and maintaining the thermocycling reaction in the thermocycling qPCR compartment, adjusting and regulating the temperature to ensure stable thermocycling conditions therein, etc. ; In addition, it will also include any appropriate detection device or devices, means for data processing (for example, a computer alternatively connected to a database), and output systems that allow reading and monitoring the thermocycling of the qPCR reaction in real time (typically a computer screen showing the progress of the reaction in an appropriate graphical user interface); as well as any suitable software package to operate the machinery and/or display and possibly also assist in the interpretation of the results obtained.
En principio, en posibles realizaciones, cualquier sonda de oligonucleótido específica de diana adecuada para realizar el análisis de la curva de fusión puede usarse en el método de la invención. Las sondas conocidas preferidas pueden comprender un par que consiste en un fluoróforo y un extintor, y también pueden formar ventajosamente estructuras secundarias tales como bucles o horquillas.In principle, in possible embodiments, any target-specific oligonucleotide probe suitable for performing melting curve analysis can be used in the method of the invention. Preferred known probes may comprise a pair consisting of a fluorophore and a quencher, and may also advantageously form secondary structures such as loops or hairpins.
En una realización preferida, la al menos una sonda de oligonucleótido marcada es una sonda de oligonucleótido de baliza molecular. Las sondas de baliza molecular, o balizas moleculares, son moléculas con forma de horquilla con un fluoróforo extinguido internamente cuya fluorescencia se restaura cuando se unen a una secuencia de ácido nucleico diana. Por este motivo, las balizas moleculares no se degradan por la acción de la polimerasa y pueden emplearse en el estudio de su cinética de hibridación a su diana mediante la llamada de la curva de fusión. Una sonda de baliza molecular típica tiene aproximadamente 25 nucleótidos de longitud, pero puede ser más larga. Normalmente, al menos los 15 nucleótidos intermedios son complementarios a su diana de ácido nucleico mientras los cinco nucleótidos en cada extremo terminal son complementarios entre sí, lo que permite que la baliza se ensamble en una estructura de bucle u horquilla. Una baliza molecular que no se hibrida con su diana puede dividirse en 4 partes estructurales: (1) el bucle, que es una región de 18-30 pb que es complementaria para e hibrida con la secuencia diana; (2) el tallo que está formado por los 5-7 nucleótidos terminales en ambos extremos del bucle unidos de manera complementaria entre sí; (3) el fluoróforo unido covalentemente en el extremo 5’ de la baliza molecular; y (4) el extintor unido covalentemente en el extremo 3’ de la baliza molecular. Tal estructura asegura que cuando la baliza no se hibrida con su diana y se cierra en la estructura de horquilla, el extintor extingue la emisión fluorescente del tinte de modo que no se genera señal. Pero cuando se produce la hibridación, se forma un dúplex entre la diana de ácido nucleico y el bucle de la baliza molecular que rompe la estructura de horquilla, elimina el extintor del tinte y, en última instancia, da como resultado la generación de la señal fluorescente.In a preferred embodiment, the at least one labeled oligonucleotide probe is a molecular beacon oligonucleotide probe. Molecular beacon probes, or molecular beacons, are hairpin-shaped molecules with an internally quenched fluorophore whose fluorescence is restored when bound to a target nucleic acid sequence. For this reason, molecular beacons are not degraded by the action of the polymerase and can be used in the study of their hybridization kinetics to their target by calling the melting curve. A typical molecular beacon probe is approximately 25 nucleotides in length, but can be longer. Typically, at least the middle 15 nucleotides are complementary to its nucleic acid target while the five nucleotides at each terminal end are complementary to each other, allowing the beacon to assemble into a loop or hairpin structure. A molecular beacon that does not hybridize to its target can be divided into 4 structural parts: (1) the loop, which is a 18-30 bp region that is complementary to and hybridizes to the target sequence; (2) the stem which is formed by the terminal 5-7 nucleotides at both ends of the loop linked complementary to each other; (3) the fluorophore covalently attached to the 5' end of the molecular beacon; and (4) the quencher covalently attached to the 3' end of the molecular beacon. Such a structure ensures that when the beacon does not hybridize with its target and closes in the hairpin structure, the quencher quenches the fluorescent emission of the dye so that no signal is generated. But when hybridization occurs, a duplex is formed between the nucleic acid target and the molecular beacon loop that breaks the hairpin structure, removes the dye quencher, and ultimately results in the generation of the signal. fluorescent.
En una realización preferida de la realización anterior, la sonda de oligonucleótido de baliza molecular comprende una secuencia idéntica o complementaria a un mutante de secuencia de repetición homopolimérica que comprende una deleción de al menos un homonucleótido en la secuencia de repetición homopolimérica diana. Tal diseño de balizas moleculares permite detectar específicamente con marcadores de MSI seleccionados de alta sensibilidad en donde se han producido errores de deslizamiento de la polimerasa, mientras que al mismo tiempo permanecen suficientemente sensibles a las formas de marcadores de tipo natural (es decir, esperadas) que tienen al menos una repetición más larga de las repeticiones. Debe remarcarse que con el término “secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica diana” se entiende la secuencia de repetición homopolimérica de tipo natural o de referencia tal como se espera en las condiciones en las que no está presente MSI. Por el contrario, por “secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica mutante” se entiende una secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica que comprende una inserción o una deleción de al menos un homonucleótido en la secuencia de repetición homopolimérica.In a preferred embodiment of the above embodiment, the molecular beacon oligonucleotide probe comprises a sequence identical or complementary to a homopolymeric repeat sequence mutant comprising a deletion of at least one homonucleotide in the target homopolymeric repeat sequence. Such a molecular beacon design allows for specific detection with selected highly sensitive MSI markers where polymerase sliding errors have occurred, while at the same time remaining sufficiently sensitive to wild-type (i.e., expected) marker forms. that have at least one longest repetition of the repetitions. It should be noted that the term “target homopolymeric nucleotide repeat sequence” is intended to mean the wild-type or reference homopolymeric repeat sequence as expected under conditions where MSI is not present. In contrast, by “mutant homopolymeric nucleotide repeat sequence” is meant a homopolymeric nucleotide repeat sequence that comprises an insertion or deletion of at least one homonucleotide in the homopolymeric repeat sequence.
Debido a la especificidad así transmitida de una sonda de baliza molecular dada a un marcador de repetición homopolimérico y las variantes inestables (mutantes) de las mismas, también es posible diseñar un ensayo de multiplexación, en donde al menos dos sondas de baliza molecular se usan en un tubo o compartimento de reacción. Due to the thus conveyed specificity of a given molecular beacon probe to a homopolymeric repeat marker and the unstable variants (mutants) thereof, it is also possible to design a multiplexing assay, where at least two molecular beacon probes are used. in a reaction tube or compartment.
Por lo tanto, en una realización particularmente ventajosa, se proporciona un método en donde se usa al menos una segunda sonda de oligonucleótido de baliza molecular marcada de manera diferente que la primera sonda de oligonucleótido de baliza molecular, en donde dicha segunda sonda de oligonucleótido de baliza molecular comprende una secuencia capaz de hibridar con una segunda secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica diana que es diferente de la primera secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica diana.Therefore, in a particularly advantageous embodiment, a method is provided where at least a second molecular beacon oligonucleotide probe is labeled differently than the first molecular beacon oligonucleotide probe, wherein said second molecular beacon oligonucleotide probe is used. Molecular beacon comprises a sequence capable of hybridizing with a second target homopolymeric nucleotide repeat sequence that is different from the first target homopolymeric nucleotide repeat sequence.
Preferiblemente, se usan sondas de baliza molecular particularmente específicas. Por tanto, en una realización ventajosa se proporciona un método en donde la segunda secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica diana comprende una secuencia idéntica o complementaria a una secuencia mutante que comprende una deleción de al menos un homonucleótido en dicha segunda secuencia de repetición homopolimérica diana.Preferably, particularly specific molecular beacon probes are used. Therefore, in an advantageous embodiment a method is provided wherein the second target homopolymeric nucleotide repeat sequence comprises a sequence identical or complementary to a mutant sequence comprising a deletion of at least one homonucleotide in said second target homopolymeric repeat sequence.
Durante la amplificación de regiones repetitivas homopoliméricas, se sabe que se produce el deslizamiento por polimerasa. Esto conduce a errores en el copiado del número original de nucleótidos repetidos, lo que provoca la acumulación de deleciones o inserciones artificiales en el producto de PCR amplificado. Por tanto, en otra realización preferida del método de la invención, la etapa de generar amplicones se realiza en una PCR que comprende una polimerasa de corrección de lectura, es decir, una polimerasa que tiene actividad 3'-5’ exonucleasa. Muchas de tales polimerasas de calidad de PCR se conocen y están disponibles comercialmente. Los ejemplos incluyen, pero no se limitan a, polimerasas como Q5, Pfx, Pfu, Ex Taq, etc.During amplification of homopolymeric repetitive regions, polymerase slippage is known to occur. This leads to errors in copying the original number of repeated nucleotides, causing the accumulation of artificial deletions or insertions in the amplified PCR product. Therefore, in another preferred embodiment of the method of the invention, the step of generating amplicons is performed in a PCR that comprises a proofreading polymerase, that is, a polymerase that has 3'-5' exonuclease activity. Many such PCR-grade polymerases are known and commercially available. Examples include, but are not limited to, polymerases such as Q5, Pfx, Pfu, Ex Taq, etc.
En un desarrollo adicional de la realización anterior, para proteger a las sondas de oligonucleótido de la amenaza potencial de que la actividad 3'-5’ exonucleasa de la polimerasa de corrección de lectura pueda plantearse, es ventajoso modificar estructuralmente las balizas de tal manera que no puedan digerirse. Por tanto, en una realización particularmente ventajosa del método de la invención, especialmente desde el punto de vista de la estabilidad del ensayo, la al menos una sonda de oligonucleótido marcada generadora de señal comprende una característica o modificación estructural que protege dicha sonda de la actividad 3'-5’ exonucleasa de la polimerasa, seleccionándose dicha característica o modificación estructural de:In a further development of the above embodiment, to protect the oligonucleotide probes from the potential threat that the 3'-5' exonuclease activity of the proofreading polymerase may arise, it is advantageous to structurally modify the beacons such that they cannot be digested. Therefore, in a particularly advantageous embodiment of the method of the invention, especially from the point of view of the stability of the assay, the at least one signal-generating labeled oligonucleotide probe comprises a characteristic or structural modification that protects said probe from the activity 3'-5' exonuclease of the polymerase, said characteristic or structural modification being selected from:
- dT invertida en el extremo 3’ de la sonda;- inverted dT at the 3' end of the probe;
- al menos un enlace fosforotioato situado antes de cualquiera de los tres últimos nucleótidos en el extremo 3’ de la sonda.- at least one phosphorothioate bond located before any of the last three nucleotides at the 3' end of the probe.
Se ha observado que, dependiendo de la polimerasa de corrección de lectura, algunas polimerasas de corrección de lectura no digieren determinadas balizas moleculares cuyo tallo está hecho por determinadas secuencias. Esta observación inesperada probablemente resulta del hecho de que los tallos de balizas moleculares dependiendo de sus secuencias tienen diferentes estructuras 3D. Por tanto, podría plantearse la hipótesis de que determinadas polimerasas de corrección de lectura son incapaces de atacar balizas moleculares cuya estructura de tallo es incompatible con el centro catalítico de la polimerasa de corrección de lectura. Independientemente del mecanismo, hemos observado que la provisión de algunos tipos de tallos de balizas moleculares puede hacerlo completamente inmune a la actividad 3'-5’ exonucleasa de determinadas polimerasas de corrección de lectura. En línea con lo anterior, en una realización alternativa, se proporciona un método en donde la sonda específica de secuencia es una sonda de oligonucleótido de baliza molecular y en donde la característica o modificación estructural protectora es un tallo resistente a la actividad 3'-5’ exonucleasa. Tales tallos pueden trasplantarse fácilmente a una baliza molecular de interés mediante cualquier técnica de clonación o recombinación de ácido nucleico conocida en la técnica.It has been observed that, depending on the proofreading polymerase, some proofreading polymerases do not digest certain molecular beacons whose stem is made by certain sequences. This unexpected observation probably results from the fact that molecular beacon stems depending on their sequences have different 3D structures. Therefore, it could be hypothesized that certain proofreading polymerases are incapable of targeting molecular beacons whose stem structure is incompatible with the catalytic center of the proofreading polymerase. Regardless of the mechanism, we have observed that the provision of some types of molecular beacon stems can render them completely immune to the 3'-5' exonuclease activity of certain proofreading polymerases. In line with the above, in an alternative embodiment, a method is provided wherein the sequence-specific probe is a molecular beacon oligonucleotide probe and wherein the protective structural feature or modification is a stem resistant to 3'-5 activity. ' exonuclease. Such stems can be easily transplanted into a molecular beacon of interest by any nucleic acid cloning or recombination technique known in the art.
Una de las principales ventajas del método de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas es su sencilla automatización y adaptación, especialmente en sistemas de qPCR convencionales conocidos. Por tanto, en una realización particularmente preferida, las etapas del método se realizan en un sistema automatizado. Un sistema particularmente adecuado para tal automatización es una plataforma Biocartis Idylla, que proporciona además la automatización del procesamiento de muestras.One of the main advantages of the method of the invention as defined in the appended claims is its simple automation and adaptation, especially in known conventional qPCR systems. Therefore, in a particularly preferred embodiment, the steps of the method are performed in an automated system. A system particularly suitable for such automation is a Biocartis Idylla platform, which further provides automation of sample processing.
Ventajosamente, el método está precedido por cualquiera de las siguientes etapas:Advantageously, the method is preceded by any of the following steps:
- proporcionar una fuente de un ácido nucleico que comprende potencialmente la secuencia de repetición homopolimérica diana, siendo dicha fuente preferiblemente una muestra biológica; - providing a source of a nucleic acid potentially comprising the target homopolymeric repeat sequence, said source preferably being a biological sample;
- liberar y/o aislar el ácido nucleico que comprende potencialmente la secuencia de repetición homopolimérica diana de la fuente de un ácido nucleico;- releasing and/or isolating the nucleic acid potentially comprising the target homopolymeric repeat sequence from the source of a nucleic acid;
- proporcionar dicho ácido nucleico liberado y/o purificado que comprende potencialmente la secuencia de repetición homopolimérica diana a la etapa de generar amplicones;- providing said released and/or purified nucleic acid potentially comprising the target homopolymeric repeat sequence to the step of generating amplicons;
en donde al menos las etapas de:where at least the stages of:
- liberar y/o aislar el ácido nucleico que comprende potencialmente la secuencia de repetición homopolimérica diana de la fuente de un ácido nucleico;- releasing and/or isolating the nucleic acid potentially comprising the target homopolymeric repeat sequence from the source of a nucleic acid;
- proporcionar dicho ácido nucleico liberado y/o purificado que comprende potencialmente la secuencia de repetición homopolimérica diana a la etapa de generar amplicones;- providing said released and/or purified nucleic acid potentially comprising the target homopolymeric repeat sequence to the step of generating amplicons;
también se realizan en un sistema automatizado.They are also done in an automated system.
Además, particularmente ventajoso y que requiere una manipulación y preparación técnica mínimas de la realización anterior, puede proporcionarse un método en donde al menos las etapas de:Furthermore, particularly advantageous and requiring minimal manipulation and technical preparation of the above embodiment, a method may be provided wherein at least the steps of:
- liberar y/o aislar el ácido nucleico que comprende potencialmente la secuencia de repetición homopolimérica diana de la fuente de un ácido nucleico;- releasing and/or isolating the nucleic acid potentially comprising the target homopolymeric repeat sequence from the source of a nucleic acid;
- proporcionar dicho ácido nucleico liberado y/o purificado que comprende potencialmente la secuencia de repetición homopolimérica diana a la etapa de generar amplicones;- providing said released and/or purified nucleic acid potentially comprising the target homopolymeric repeat sequence to the step of generating amplicons;
- generar amplicones amplificando una secuencia de ácido nucleico que comprende la secuencia de repetición homopolimérica diana; y- generating amplicons by amplifying a nucleic acid sequence comprising the target homopolymeric repeat sequence; and
- calentar los amplicones generados en presencia de una sonda de oligonucleótido generadora de señal y detectar los cambios en la resistencia de dicha señal en función de la temperatura para obtener al menos una curva de fusión;- heating the amplicons generated in the presence of a signal-generating oligonucleotide probe and detecting changes in the resistance of said signal as a function of temperature to obtain at least one melting curve;
se realizan en un cartucho que puede acoplarse con dicho sistema automatizado.They are made in a cartridge that can be coupled with said automated system.
Tal como se usa en el presente documento, el término "cartucho" debe entenderse como un conjunto autocontenido de cámaras y/o canales, que se forma como un único objeto que puede transferirse o moverse como un accesorio dentro o fuera de un instrumento más grande adecuado para aceptar o conectar a tal cartucho. Algunas partes contenidas en el cartucho pueden estar firmemente conectadas, mientras que otras pueden conectarse y moverse de manera flexible con respecto a otros componentes del cartucho. Análogamente, tal como se usa en el presente documento, el término “ cartucho de fluido" se entenderá como un cartucho que incluye al menos una cámara o canal adecuado para tratar, procesar, descargar o analizar un fluido, preferiblemente un líquido. Un ejemplo de tal cartucho se proporciona en el documento WO2007004103. Ventajosamente, un cartucho de fluido puede ser un cartucho de microfluido. En el contexto de los cartuchos de fluido, los términos “ aguas abajo" y "aguas arriba" pueden definirse en relación con la dirección en la que fluyen fluidos en tal cartucho. Concretamente, una sección de una trayectoria de fluido en un cartucho desde el que fluye un fluido hacia una segunda sección en el mismo cartucho debe interpretarse como posicionado aguas arriba de este último. Análogamente, la sección a la que llega un fluido más adelante está posicionado aguas abajo con respecto a una sección por la que dicho fluido pasó antes.As used herein, the term "cartridge" should be understood as a self-contained assembly of chambers and/or channels, which is formed as a single object that can be transferred or moved as an accessory into or out of a larger instrument. suitable to accept or connect to such cartridge. Some parts contained in the cartridge may be firmly connected, while others may be connected and moved flexibly with respect to other components of the cartridge. Similarly, as used herein, the term " fluid cartridge" shall be understood as a cartridge that includes at least one chamber or channel suitable for treating, processing, discharging or analyzing a fluid, preferably a liquid. An example of such a cartridge is provided in WO2007004103. Advantageously, a fluid cartridge may be a microfluidic cartridge. In the context of fluid cartridges, the terms "downstream" and "upstream" may be defined in relation to the direction in which fluids flow in such a cartridge. Specifically, a section of a fluid path in a cartridge from which a fluid flows to a second section in the same cartridge should be interpreted as positioned upstream of the latter. Similarly, the section to which a fluid arrives later is positioned downstream with respect to a section through which said fluid passed before.
En general, tal como se usa en el presente documento, los términos “ fluido" o a veces "microfluidos" se refiere a sistemas y disposiciones que tratan el comportamiento, control y manipulación de fluidos que están geométricamente restringidos a una escala pequeña, normalmente submilimétrica en al menos una o dos dimensiones (por ejemplo, anchura y altura o un canal). Tales fluidos de pequeño volumen se mueven, se mezclan, se separan o se procesan de otro modo a microescala que requiere un tamaño pequeño y bajo consumo de energía. Los sistemas de microfluido incluyen estructuras tales como sistemas microneumáticos (fuentes de presión, bombas de líquido, microválvulas, etc.) y estructuras de microfluido para la manipulación de volúmenes de micro, nano o picocolitros (canales de microfluido, etc.). Se describieron sistemas de fluido a modo de ejemplo en los documentos EP1896180, EP1904234 y EP2419705 y, en consecuencia, pueden aplicarse en determinadas realizacionesIn general, as used herein, the terms "fluid" or sometimes "microfluidics" refer to systems and arrangements that address the behavior, control and manipulation of fluids that are geometrically restricted to a small scale, typically submillimeter in size. at least one or two dimensions (e.g., width and height or a channel).Such small volume fluids are moved, mixed, separated or otherwise processed on a microscale requiring small size and low energy consumption. Microfluidic systems include structures such as micropneumatic systems (pressure sources, liquid pumps, microvalves, etc.) and microfluidic structures for the manipulation of micro, nano, or picoliter volumes (microfluidic channels, etc.). They were described exemplary fluid systems in EP1896180, EP1904234 and EP2419705 and, accordingly, may be applied in certain embodiments
En una realización particularmente deseada según las realizaciones enumeradas anteriormente, para simplificar y facilitar la interpretación de los resultados del método según la presente invención, el análisis en la curva de fusión también se realiza de manera automatizada mediante un software implementado por ordenador. Tal software puede ser instruido para reconocer la posición característica de los picos de fusión definidos (o puntos de inflexión) que caracterizan la hibridación de una sonda particular a una diana particular y se obtiene representando gráficamente la primera derivada negativa de una curva de fusión obtenida para dicho par de sonda y diana. Por tanto, en otra realización preferida, se proporciona un método en donde la etapa de deducir el número de nucleótidos presentes en la secuencia de repetición homopolimérica diana de la al menos una curva de fusión se realiza evaluando la posición o una posición relativa de al menos un pico de la primera derivada de dicha curva de fusión, y se realiza más preferiblemente de manera totalmente automatizada.In a particularly desired embodiment according to the embodiments listed above, to simplify and facilitate the interpretation of the results of the method according to the present invention, the melting curve analysis is also performed in an automated manner by means of computer-implemented software. Such software can be instructed to recognize the characteristic position of defined melting peaks (or inflection points) that characterize the hybridization of a particular probe to a particular target and is obtained by plotting the negative first derivative of a melting curve obtained for said pair of probe and target. Therefore, in another preferred embodiment, a method is provided wherein the step of deducing the number of nucleotides present in The target homopolymeric repeat sequence of the at least one melting curve is performed by evaluating the position or a relative position of at least one peak of the first derivative of said melting curve, and is more preferably performed in a fully automated manner.
En un aspecto adicional, la presente invención también proporciona kits para realizar el método según la invención. En particular, la presente invención proporciona un kit para detectar cambios en el número de nucleótidos presentes en una secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica diana igual o más corta que 15 pb de longitud, comprendiendo dicho kit al menos una sonda de oligonucleótido de baliza molecular, preferiblemente una pluralidad de sondas de oligonucleótido de baliza molecular, comprendiendo cada baliza molecular una secuencia capaz de hibridar con una secuencia que comprende una secuencia de repetición homopolimérica diana diferente igual o menor de 15 pb de longitud, y preferiblemente dicho kit también comprende una polimerasa de corrección de lectura. Preferiblemente, cada una de dicha pluralidad de sondas de baliza molecular comprende una secuencia capaz de hibridar con una secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica diana particular (preferiblemente siendo diferente de las secuencias de repetición de nucleótidos homopoliméricas seleccionadas como diana por otras balizas moleculares) y que es idéntica o complementaria a una forma mutada de dicha secuencia de repetición diana particular de manera que dicha forma mutada pierde al menos un único homonucleótido (es decir, es una deleción) en dicha secuencia de repetición homopolimérica diana en comparación con la forma de tipo natural.In a further aspect, the present invention also provides kits for carrying out the method according to the invention. In particular, the present invention provides a kit for detecting changes in the number of nucleotides present in a target homopolymeric nucleotide repeat sequence equal to or shorter than 15 bp in length, said kit comprising at least one molecular beacon oligonucleotide probe, preferably a plurality of molecular beacon oligonucleotide probes, each molecular beacon comprising a sequence capable of hybridizing with a sequence comprising a different target homopolymeric repeat sequence equal to or less than 15 bp in length, and preferably said kit also comprises a polymerase of reading correction. Preferably, each of said plurality of molecular beacon probes comprises a sequence capable of hybridizing with a particular target homopolymeric nucleotide repeat sequence (preferably being different from the homopolymeric nucleotide repeat sequences targeted by other molecular beacons) and that is identical or complementary to a mutated form of said particular target repeat sequence such that said mutated form loses at least a single homonucleotide (i.e., is a deletion) in said target homopolymeric repeat sequence compared to the wild type form .
En una realización preferida, se proporciona un kit en forma de cartucho. Por tanto, ventajosamente, la presente invención proporciona un kit en donde dicha al menos una, preferentemente una pluralidad de sondas de oligonucleótido de baliza molecular, y preferiblemente también una polimerasa de corrección de lectura, se proporcionan en un cartucho que puede acoplarse con un sistema automatizado. Tal como se describió anteriormente, un ejemplo adecuado de un cartucho y un sistema automatizado que puede acoplarse con el mismo es la plataforma Biocartis Idylla. Detalles adicionales de esto y de manera similar aplicables a los presentes sistemas pueden hallarse en los documentos WO2007004103, EP1896180, EP1904234 y EP2419705. Tal como puede apreciarse a partir de los documentos citados en el presente documento, los cartuchos ventajosos no sólo comprenden medios para realizar la PCR sino también pueden diseñarse para aceptar directamente una fuente de ácido nucleico o una muestra, liberar ácidos nucleicos de dicha fuente de ácido nucleico, y proporcionar (por ejemplo, bombear) el ácido nucleico así liberado para el posterior ensayo basado en PCR.In a preferred embodiment, a kit is provided in cartridge form. Therefore, advantageously, the present invention provides a kit wherein said at least one, preferably a plurality of molecular beacon oligonucleotide probes, and preferably also a proofreading polymerase, are provided in a cartridge that can be coupled with a system. automated. As described above, a suitable example of a cartridge and an automated system that can be coupled therewith is the Biocartis Idylla platform. Additional details of this and similarly applicable to the present systems can be found in WO2007004103, EP1896180, EP1904234 and EP2419705. As can be seen from the documents cited herein, advantageous cartridges not only comprise means for performing PCR but can also be designed to directly accept a nucleic acid source or a sample, release nucleic acids from said acid source nucleic acid, and providing (e.g., pumping) the nucleic acid thus released for the subsequent PCR-based assay.
Tal como se usa en el presente documento, el término "fuente de un ácido nucleico" debe entenderse como cualquier sustancia líquida o sólida, que comprende o se espera que comprenda un ácido nucleico. Una fuente de ácido nucleico puede ser, por ejemplo, una disolución creada artificialmente que comprende un ácido nucleico sintético o recombinante tal como entre muchas otras una disolución que contiene un producto de ligamiento, un marcador de electroforesis (denominado “ marcador de peso molecular” ), una reserva de cebadores, etc. Sin embargo, más habitualmente, una fuente de ácido nucleico será una muestra biológica obtenida de un organismo o de células que forman parte o se derivan del mismo, preferiblemente una muestra clínica obtenida de un paciente.As used herein, the term "source of a nucleic acid" should be understood as any liquid or solid substance, which comprises or is expected to comprise a nucleic acid. A source of nucleic acid may be, for example, an artificially created solution comprising a synthetic or recombinant nucleic acid such as among many others a solution containing a ligation product, an electrophoresis marker (referred to as a "molecular weight marker"). , a reserve of primers, etc. However, more commonly, a source of nucleic acid will be a biological sample obtained from an organism or cells that are part of or derived from it, preferably a clinical sample obtained from a patient.
Tal como se usa en el presente documento, el término “ muestra biológica", o simplemente "muestra", pretende incluir una variedad de fuentes biológicas que contienen ácido nucleico y/o material celular, independientemente de si está recién obtenido de un organismo (es decir, muestra de tejido recién obtenido) o se conserva mediante cualquier método conocido en la técnica (por ejemplo, una muestra de FFPE). Los ejemplos de muestras biológicas incluyen: cultivos de células tales como células de mamíferos pero también de microorganismos eucariotas, líquidos corporales, precipitados de líquido corporal, muestra de lavado, aspirados con aguja fina, muestras de biopsia, muestras de tejido, células cancerosas, otros tipos de células obtenidas de un paciente, células de un tejido o células cultivadas in vitro de un individuo que se está sometiendo a prueba y/o tratando para una enfermedad o infección, o muestras forenses. Los ejemplos no limitativos de muestras de líquido corporal incluyen sangre completa, médula ósea, líquido cefalorraquídeo (LCR), líquido peritoneal, líquido pleural, líquido linfático, suero, plasma, orina, quilo, heces, semen, esputo, aspirado de pezón, saliva, muestra de hisopado, lavado o líquido de lavado y/o muestras de cepillado. As used herein, the term “ biological sample,” or simply “sample,” is intended to include a variety of biological sources containing nucleic acid and/or cellular material, regardless of whether it is freshly obtained from an organism (i.e. i.e., freshly obtained tissue sample) or preserved by any method known in the art (for example, a FFPE sample). Examples of biological samples include: cell cultures such as mammalian cells but also eukaryotic microorganisms, liquids body fluid precipitates, lavage sample, fine needle aspirates, biopsy samples, tissue samples, cancer cells, other types of cells obtained from a patient, cells from a tissue or cells cultured in vitro from an individual are testing and/or treating for a disease or infection, or forensic samples. Non-limiting examples of body fluid samples include whole blood, bone marrow, cerebrospinal fluid (CSF), peritoneal fluid, pleural fluid, lymphatic fluid, serum , plasma, urine, chyle, feces, semen, sputum, nipple aspirate, saliva, swab sample, lavage or lavage fluid and/or brushing samples.
Una vez que se proporciona una muestra biológica en los sistemas o durante la realización de los métodos, generalmente se pondrá en contacto con una composición para proporcionar un lisado en donde se libera ácido nucleico. Tal como se utiliza en el presente documento, por "poner en contacto" se entiende poner, exponer, incubar o mezclar la muestra y la composición. "Liberar" se refiere a liberar, obtener y/o invertir la reticulación. Para liberar ácido nucleico de una muestra, puede requerirse actividad proteasa y tamponamiento del pH de la composición. La liberación puede requerir la actividad de precipitación potencial de la composición de los componentes distintos del ácido nucleico presente en la muestra investigada y la eliminación/disolución del fijador. La liberación puede requerir condiciones tales como calentamiento o ultrasonidos enfocados de alta intensidad (HIFU). En una realización, se introduce una muestra biológica en un cartucho compatible con un sistema automatizado tal como un analizador de diagnóstico, en donde las etapas de procesamiento de muestras implican poner en contacto con diversas soluciones y liberar ácidos nucleicos.Once a biological sample is provided in the systems or during the performance of the methods, it will generally be contacted with a composition to provide a lysate where nucleic acid is released. As used herein, "contacting" means placing, exposing, incubating or mixing the sample and the composition. "Release" refers to releasing, obtaining and/or reversing cross-linking. To release nucleic acid from a sample, protease activity and pH buffering of the composition may be required. Release may require the potential precipitation activity of the composition of non-nucleic acid components present in the sample investigated and the removal/dissolution of the fixative. Release may require conditions such as heating or high-intensity focused ultrasound (HIFU). In one embodiment, a biological sample is introduced into a cartridge compatible with an automated system such as a diagnostic analyzer, wherein the sample processing steps involve contacting various solutions and releasing nucleic acids.
Además, el término "medios para liberar o purificar ácido nucleico de la muestra biológica" debe entenderse como cualquier pluralidad de reactivos químicos y/o elementos físicos tal como se conocen en la técnica que se sabe que se usan para liberar ácidos nucleicos de células u otras estructuras en una muestra biológica, y, en el caso de la purificación, separar suficientemente dichos ácidos nucleicos de residuos de muestras no deseados en una forma aceptablemente pura (en donde el término “ aceptablemente” depende del propósito adicional de tales ácidos nucleicos purificados), normalmente en una disolución acuosa. Los reactivos químicos adecuados para tal propósito incluyen, por ejemplo, cualquiera detergente y/o tampón conocido en la técnica que comprenda detergentes, agentes caotrópicos, inhibidores de nucleasa, etc., que se usan en la destrucción y/o licuado de tejidos o células y, por tanto, liberan ácidos nucleicos contenidos en los mismos en la disolución. De manera similar, los elementos físicos conocidos en la técnica que van a usarse en diversos métodos de procesamiento de muestras con el propósito de la liberación/purificación de ácidos nucleicos incluyen, por ejemplo, soportes sólidos de sílice tales como resinas en columnas de centrifugación, membranas de sílice, perlas etc. disruptores mecánicos adicionales o máquinas que generan energía disruptiva como sonicadores, etc.Furthermore, the term "means for releasing or purifying nucleic acid from the biological sample" should be understood as any plurality of chemical reagents and/or physical elements as known in the art that are known to be used to release nucleic acids from cells or other structures in a biological sample, and, in the case of purification, sufficiently separating said nucleic acids from unwanted sample residues in a manner acceptably pure (where the term “acceptably” depends on the further purpose of such purified nucleic acids), usually in an aqueous solution. Chemical reagents suitable for such purpose include, for example, any detergent and/or buffer known in the art comprising detergents, chaotropic agents, nuclease inhibitors, etc., which are used in the destruction and/or liquefying of tissues or cells. and, therefore, they release nucleic acids contained therein into the solution. Similarly, physical elements known in the art to be used in various sample processing methods for the purpose of nucleic acid release/purification include, for example, solid silica supports such as resins in spin columns, silica membranes, beads etc. additional mechanical disruptors or machines that generate disruptive energy such as sonicators, etc.
En línea con lo anterior, ventajosamente, la presente descripción también proporciona un cartucho para la detección automatizada de cambios en el número de nucleótidos presentes en una secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica igual o menor que 15 pb de longitud, comprendiendo el cartuchoIn line with the above, advantageously, the present description also provides a cartridge for the automated detection of changes in the number of nucleotides present in a homopolymeric nucleotide repeat sequence equal to or less than 15 bp in length, the cartridge comprising
- un compartimento de muestra para recibir una muestra biológica;- a sample compartment for receiving a biological sample;
- un medio para liberar o purificar ácido nucleico de la muestra biológica recibida en el compartimento de muestra, siendo dichos medios capaces de entrar en comunicación de fluido con dicho compartimento de muestra; - un compartimento de PCR situado aguas abajo del compartimento de muestra y de los medios para liberar o purificar ácido nucleico, y configurado para recibir al menos una porción del ácido nucleico liberado o purificado o al menos una porción de la biblioteca de ácidos nucleicos preparada en el compartimento de biblioteca, siendo dicho compartimiento de PCR de termociclado adecuado para amplificar ácidos nucleicos y permitir la detección de señales generadas durante o después de tal amplificación- a means for releasing or purifying nucleic acid from the biological sample received in the sample compartment, said means being capable of entering into fluid communication with said sample compartment; - a PCR compartment located downstream of the sample compartment and the means for releasing or purifying nucleic acid, and configured to receive at least a portion of the released or purified nucleic acid or at least a portion of the nucleic acid library prepared in the library compartment, said thermocycling PCR compartment being suitable for amplifying nucleic acids and allowing the detection of signals generated during or after such amplification
el cartucho caracterizado porque comprende además al menos una, preferiblemente una pluralidad de sondas de oligonucleótido de baliza molecular tal como se describió anteriormente, y una polimerasa de corrección de lectura, preferiblemente en el compartimento de PCR.the cartridge characterized in that it further comprises at least one, preferably a plurality of molecular beacon oligonucleotide probes as described above, and a proofreading polymerase, preferably in the PCR compartment.
En una realización preferida, las sondas de oligonucleótido de baliza molecular, y/o la polimerasa de corrección de lectura pueden proporcionarse en dicho cartucho en un formato punteado, lo que contribuye a una mayor vida útil de tal cartucho según la invención.In a preferred embodiment, the molecular beacon oligonucleotide probes, and/or the proofreading polymerase may be provided in said cartridge in a dotted format, which contributes to a longer useful life of such a cartridge according to the invention.
Por último, también es un objeto de la invención proporcionar un uso de métodos, kits y cartuchos según la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas para la detección de la inestabilidad de microsatélites (MSI), preferiblemente en una muestra obtenida de un paciente diagnosticado con o que se espera que padezca un cáncer.Finally, it is also an object of the invention to provide a use of methods, kits and cartridges according to the invention as defined in the appended claims for the detection of microsatellite instability (MSI), preferably in a sample obtained from a patient. diagnosed with or expected to have cancer.
EJEMPLOSEXAMPLES
1. Curva de fusión de baliza molecular para marcador de MSI en el TMEM651. Molecular beacon fusion curve for MSI marker in TMEM65
La capacidad de una realización preferida del método presentado en el presente documento para detectar incluso cambios muy menores de 1 nt de longitud en una secuencia de repetición de nucleótidos homopolimérica se demostrará en el presente documento usando un marcador de TMEM65 humana, situado en Chr8:125325217, y que contiene una repetición homopolimérica de 11 adeninas (A). La secuencia de repetición homopolimérica de tipo natural (WT) (en negrita y subrayada) y su secuencia circundante específica de TMEM65 se proporciona a continuación:The ability of a preferred embodiment of the method presented herein to detect even very minor changes of 1 nt in length in a homopolymeric nucleotide repeat sequence will be demonstrated herein using a human TMEM65 marker, located at Chr8:125325217 , and containing a homopolymeric repeat of 11 adenines (A). The wild-type (WT) homopolymeric repeat sequence (in bold and underlined) and its TMEM65-specific surrounding sequence is provided below:
TAAATAAAATTCACTAAATAAGATATAATGAGATTAGGAGTATGAATATGGGGTATTCAGACTTTAAATAAAATTCACTAAATAAGATATAATGAGATTAGGAGTATGAATATGGGGTATTCAGACTT
ATTCCATTCAGATGAGAAGATGACATCTTTGGAGGGAAAAAAAAAAACCTTACCAAATAATATAATTCCATTCAGATGAGAAGATGACATCTTTGGAGGGAAAAAAAAAAACCTTACCAAATAATAATA
AATTGTATCTCATTAATCTTTCAAACATCACTTCAACTTCATCATTTATACCATAAACCTTCTTAATTGTATCTCATTAATCTTTCAAACATCACTTCAACTTCATCATTTATACCATAAACCTTCTT
GACAGTTCGACAGTTC
Para detectar los cambios de nucleótidos en la secuencia de repetición de TMEM65, se diseñó una sonda de detección de baliza molecular que tenía la secuencia de CGCACGAGGGAAAAAAAAAACCTTACGTGCG y se marcó con FAM como una molécula de marcado fluorescente, mientras que se usó dabcilo como un extintor (la región de tallo de la sonda de baliza molecular se indica en cursiva, la región de hibridación de la sonda está en negrita en donde la secuencia de repetición es idéntica al marcador de TMEM65 mutado que comprende 10 repeticiones de adenina en lugar de 11 está en negrita y subrayada).To detect nucleotide changes in the repeat sequence of TMEM65, a molecular beacon detection probe having the sequence of CGCACGAGGGAAAAAAAAAACCTTACGTGCG was designed and labeled with FAM as a fluorescent labeling molecule, while dabcyl was used as a quencher ( the stem region of the molecular beacon probe is indicated in italics, the hybridization region of the probe is in bold where the repeat sequence is identical to the mutated TMEM65 marker comprising 10 adenine repeats instead of 11 is in bold and underlined).
Para someter a prueba la capacidad de la sonda específica de TMEM65 para unirse y reconocer tanto la secuencia de marcador de TMEM65 w T como sus dos homólogos mutantes diferentes siendo una deleción o una inserción de un homonucleótido, se prepararon 3 dianas sintéticas de TMEM65 representando las 3 variantes diferentes de la repetición del homopolímero de TMEM65. Las secuencias de las tres de dichas variantes se proporcionan a continuación como cadenas de ADN que son complementarias a la sonda de baliza molecular específica de TMEM65 (que contiene repeticiones de poli-A) que se híbrida con dichas cadenas de variantes. Las cadenas de variantes de TMEM65 complementarias (que contienen repeticiones de poli-T) son las siguientes:To test the ability of the TMEM65-specific probe to bind and recognize both the TMEM65 w T marker sequence and its two different mutant homologues being a deletion or insertion of a homonucleotide, 3 synthetic TMEM65 targets were prepared representing the 3 different variants of the TMEM65 homopolymer repeat. The sequences of all three such variants are provided below as DNA strands that are complementary to the TMEM65-specific molecular beacon probe. (containing poly-A repeats) that hybridizes with said variant chains. The complementary TMEM65 variant chains (containing poly-T repeats) are as follows:
TMEM65_T10 (deleción de 1 pb):TMEM65_T10 (1 bp deletion):
AAATGATGAAGTTGAAGTGATGTTTGAAAGATTAATGAGATACAATTTATATTATTTGGTAAGAAATGATGAAGTTGAAGTGATGTTTGAAAGATTAATGAGATACAATTTATATTATTTGGTAAG
GTTTTTTTTTTCCCTCCAAAGATGTCATCTTCTCATCTGAATGGAATAAGTCTGAATACGTTTTTTTTTTCCCTCCAAAGATGTCATCTTCTCATCTGAATGGAATAAGTCTGAATAC
TMEM65_T11 (referencia):TMEM65_T11 (reference):
AAATGATGAAGTTGAAGTGATGTTTGAAAGATTAATGAGATACAATTTATATTATTTGGTAAGAAATGATGAAGTTGAAGTGATGTTTGAAAGATTAATGAGATACAATTTATATTATTTGGTAAG
GTTTTTTTTTTTCCCTCCAAAGATGTCATCTTCTCATCTGAATGGAATAAGTCTGAATACGTTTTTTTTTTTCCCTCCAAAGATGTCATCTTCTCATCTGAATGGAATAAGTCTGAATAC
TMEM65_T12 (inserción de 1 pb):TMEM65_T12 (1 bp insert):
AAATGATGAAGTTGAAGTGATGTTTGAAAGATTAATGAGATACAATTTATATTATTTGGTAAGAAATGATGAAGTTGAAGTGATGTTTGAAAGATTAATGAGATACAATTTATATTATTTGGTAAG
GTTTTTTTTTTTTCCCTCCAAAGATGTCATCTTCTCATCTGAATGGAATAAGTCTGAATACGTTTTTTTTTTTTCCCTCCAAAGATGTCATCTTCTCATCTGAATGGAATAAGTCTGAATAC
La sonda de baliza molecular específica de TMEM65 se añadió a una concentración de 200 nM a 3 tubos de PCR independientes, conteniendo cada uno una de las 3 variantes descritas anteriormente a la concentración de 2500 nM en un tampón de reacción de PCR convencional. Después, se desnaturalizó la mezcla en un instrumento Bio-Rad CFX96 durante 2 minutos a 95 °C y después se enfrió hasta 45 °C durante 15 min para permitir el tiempo suficiente para que la sonda de baliza molecular se hibride con su diana. A continuación, se realizó un análisis de la curva de fusión calentando la mezcla hasta 75 °C en etapas de 0,3 °C (5 s por ciclo) y se midió la fluorescencia después de cada aumento de 0,3 °C.The TMEM65-specific molecular beacon probe was added at a concentration of 200 nM to 3 independent PCR tubes, each containing one of the 3 variants described above at the concentration of 2500 nM in conventional PCR reaction buffer. The mixture was then denatured on a Bio-Rad CFX96 instrument for 2 min at 95°C and then cooled to 45°C for 15 min to allow sufficient time for the molecular beacon probe to hybridize to its target. Melting curve analysis was then performed by heating the mixture to 75 °C in steps of 0.3 °C (5 s per cycle) and fluorescence was measured after each 0.3 °C increase.
Los resultados del análisis de la curva de fusión se muestran en la figura 1, en donde el panel superior A muestra las curvas de fusión (como fluorescencia a lo largo del tiempo) de la sonda específica de TMEM65 con respecto a las tres dianas, y en donde el panel inferior B muestra picos de fusión o primeras derivadas negativas de las curvas de fusión en A. Los valores de Tm para los tres picos de fusión fueron: 54,9 °C para TMEM65_T10, 51,3 °C para TMEM65_T11, y 47,7 °C para TMEM65_T12. Los valores de delta Tm de los picos de fusión fueron:The results of the melting curve analysis are shown in Figure 1, where top panel A shows the melting curves (as fluorescence over time) of the TMEM65-specific probe with respect to the three targets, and where lower panel B shows melting peaks or negative first derivatives of the melting curves in A. The Tm values for the three melting peaks were: 54.9 °C for TMEM65_T10, 51.3 °C for TMEM65_T11, and 47.7 °C for TMEM65_T12. The delta Tm values of the melting peaks were:
TMEM65_T10 - TMEM65_T11 = 3,6°CTMEM65_T10 - TMEM65_T11 = 3.6°C
TMEM65_T11 - TMEM65_T12 = 3,6°CTMEM65_T11 - TMEM65_T12 = 3.6°C
TMEM65_T10 - TMEM65_T12 = 7,2°CTMEM65_T10 - TMEM65_T12 = 7.2°C
Basándose en estos resultados, puede concluirse que la deleción o inserción de un único nucleótido en comparación con la secuencia de referencia (es decir, la repetición T10 o T12 frente a la repetición de referencia T11) da como resultado una diferencia de varios °C (grados Celsius) en la Tm del pico de fusión en comparación con la Tm del pico de fusión para la secuencia de referencia. Por tanto, la longitud de esta secuencia repetida en el gen TMEM65 puede determinarse mediante el análisis de los picos de fusión producidos por hibridación de la sonda de baliza molecular descrita en su región diana.Based on these results, it can be concluded that the deletion or insertion of a single nucleotide compared to the reference sequence (i.e., the T10 or T12 repeat versus the T11 reference repeat) results in a difference of several °C ( degrees Celsius) in the melting peak Tm compared to the melting peak Tm for the reference sequence. Therefore, the length of this repeated sequence in the TMEM65 gene can be determined by analyzing the fusion peaks produced by hybridization of the described molecular beacon probe to its target region.
2. Evaluación de estado del marcador de MSI de TMEM65 en muestras de pacientes con cáncer2. Evaluation of TMEM65 MSI Marker Status in Cancer Patient Samples
Se proporcionaron muestras de FFPE de pacientes con cáncer colorrectal en cartuchos de fluido Biocartis Idylla. Se cerraron y se cargaron los cartuchos en la plataforma Biocartis Idylla para análisis genéticos basados en PCR automatizados, después de lo cual se inició el procesamiento automatizado de muestras. En primer lugar, el ADN de los pacientes se liberó de las muestras de FFPE y luego se bombeó en los compartimentos de PCR de los cartuchos. A continuación, se realizó la amplificación por PCR asimétrica de la región que rodea la secuencia de repetición homopolimérica de TMEM65 en cada cartucho usando los siguientes cebadores directo:5'-CAGACTTATTCCATTCAGATGAGA-3' e inverso: 5'-GAAGTGATGTTTGAAAGATTAATGAGA-3'. La amplificación por PCR se realizó en presencia de la sonda de baliza molecular específica de TMEM65 descrita anteriormente.FFPE samples from colorectal cancer patients were provided in Biocartis Idylla fluid cartridges. Cartridges were closed and loaded onto the Biocartis Idylla platform for automated PCR-based genetic analyses, after which automated sample processing was initiated. First, patients' DNA was released from the FFPE samples and then pumped into the PCR compartments of the cartridges. Next, asymmetric PCR amplification of the region surrounding the homopolymeric repeat sequence of TMEM65 on each cartridge was performed using the following primers forward: 5'-CAGACTTATTCCATTCAGATGAGA-3' and reverse: 5'-GAAGTGATGTTTGAAAGATTAATGAGA-3'. PCR amplification was performed in the presence of the TMEM65-specific molecular beacon probe described above.
Después de la PCR, los productos de PCR se desnaturalizaron en los cartuchos durante 2 minutos a 95 °C y después se enfriaron hasta 45 °C durante 15 min para permitir el tiempo suficiente para la hibridación de la sonda de baliza molecular específica de TMEM65 con sus dianas. A continuación, se realizó un análisis de la curva de fusión todavía en el sistema Idylla calentando la mezcla desde 40 °C hasta 60 °C en etapas de 0,3 °C (5 s por ciclo) y al mismo tiempo monitorizando las señales de fluorescencia después de cada 0,3 0C. Los picos de fusión se calcularon como los valores negativos de las primeras derivadas de las curvas de fusión obtenidas.After PCR, the PCR products were denatured on the cartridges for 2 min at 95 °C and then cooled to 45 °C for 15 min to allow sufficient time for hybridization of the TMEM65-specific molecular beacon probe with their targets. A melting curve analysis was then performed still on the Idylla system by heating the mixture from 40 °C to 60 °C in steps of 0.3 °C (5 s per cycle) and at the same time time monitoring fluorescence signals after every 0.3 0C. The melting peaks were calculated as the negative values of the first derivatives of the melting curves obtained.
La figura 2 muestra los resultados obtenidos de 10 muestras de tipo natural (curvas negras, longitud de repetición de TMEM65 de 11) consideradas como microsatélites estables (MSS) y 10 muestras mutantes (curvas de color gris, longitud de repetición de TMEM65 de 10) consideradas como microsatélites inestables (alto en MSI [MSI-H]). Téngase en cuenta las alturas de pico consistentes del pico A11 de tipo natural (a ±49 0C) en las muestras de MSS, mientras que en las muestras de MSI-H tanto el pico A11 de tipo natural como el pico A10 mutante (a ±53 0C) tienen una altura variable. Esto refleja las proporciones variables de alelos de tipo natural y mutantes presentes en cada muestra. Figure 2 shows the results obtained from 10 wild-type samples (black curves, TMEM65 repeat length of 11) considered as microsatellite stable (MSS) and 10 mutant samples (gray curves, TMEM65 repeat length of 10) considered as unstable microsatellites (high MSI [MSI-H]). Note the consistent peak heights of the wild-type A11 peak (at ±49 0C) in the MSS samples, while in the MSI-H samples both the wild-type A11 peak and the mutant A10 peak (at ± 53 0C) have a variable height. This reflects the varying proportions of wild-type and mutant alleles present in each sample.
Las figuras 3 y 4 muestran ejemplos representativos de muestras de FFPE de MSS y MSI-H, respectivamente. En la figura 4, en cada uno de los paneles A-C que representan tres muestras diferentes de MSI-H, MSS 1 se muestra como una referencia de tipo natural. La muestra MSI-H 1 contiene un menor contenido de alelo mutante que del alelo de tipo natural, ya que la altura del pico A10 mutante (a ±53 0C) es menor que la altura del pico A11 de tipo natural (a ±49 0C). La muestra MSI-H 2 contiene cantidades similares de alelo mutante y de tipo natural, ya que la altura del pico A10 mutante (a ±53 0C) es similar a la altura del pico A11 de tipo natural (a ±49 0C). La muestra MSI-H 3 contiene una mayor cantidad de alelo mutante que del alelo de tipo natural, ya que la altura del pico A10 mutante (a ±53 0C) es mayor que la altura del pico A11 de tipo natural (a ±49 0C).Figures 3 and 4 show representative examples of FFPE samples from MSS and MSI-H, respectively. In Figure 4, in each of the panels A-C representing three different MSI-H samples, MSS 1 is shown as a wild-type reference. Sample MSI-H 1 contains a lower content of the mutant allele than the wild-type allele, since the height of the mutant A10 peak (at ±53 0C) is lower than the height of the wild-type A11 peak (at ±49 0C ). Sample MSI-H 2 contains similar amounts of wild-type and mutant allele, as the height of the mutant A10 peak (at ±53 0C) is similar to the height of the wild-type A11 peak (at ±49 0C). Sample MSI-H 3 contains a greater amount of the mutant allele than the wild-type allele, since the height of the mutant A10 peak (at ±53 0C) is greater than the height of the wild-type A11 peak (at ±49 0C ).
Los resultados presentados en el presente documento demuestran que el procedimiento de uso de una sonda de baliza molecular, tal como se describe en este caso, permite la determinación del número de nucleótidos presentes en la secuencia de repetición homopolimérica de TMEM65 en ADN a partir de biopsias de tejido de FFPE de cáncer colorrectal. Adicionalmente, este método permite una estimación de las cantidades relativas de alelos de repetición de TMEM65 de tipo natural y mutantes presentes en el ADN de la biopsia de tumor.The results presented herein demonstrate that the procedure of using a molecular beacon probe, as described here, allows the determination of the number of nucleotides present in the TMEM65 homopolymeric repeat sequence in DNA from biopsies of FFPE tissue from colorectal cancer. Additionally, this method allows an estimation of the relative amounts of wild-type and mutant TMEM65 repeat alleles present in tumor biopsy DNA.
3. Rendimiento de diferentes sondas de baliza molecular en presencia de una polimerasa de corrección de lectura 3. Performance of different molecular beacon probes in the presence of a proofreading polymerase
Para lograr una mayor sensibilidad del método descrito en el presente documento, es ventajoso usar en la mezcla de amplificación por PCR una polimerasa de corrección de lectura (es decir, una corrección de errores) que tiene actividad 3'-5’ exonucleasa. Sin embargo, para muchas balizas moleculares en la mezcla se observó que diferentes polimerasas de corrección de lectura sometidas a prueba pueden degradar diferentes balizas, lo que da como resultado una pérdida parcial o completa de señal y, por tanto, también interfiere con o evita la interpretación fiable de datos.To achieve greater sensitivity of the method described herein, it is advantageous to use in the PCR amplification mixture a proofreading polymerase (i.e., an error correction) that has 3'-5' exonuclease activity. However, for many molecular beacons in the mix it was observed that different proofreading polymerases tested can degrade different beacons, resulting in partial or complete loss of signal and thus also interfering with or preventing the reliable interpretation of data.
Un ejemplo de lo anterior se muestra en la figura 5. El panel superior A muestra picos de fusión obtenidos en el ADN de 2 muestras de FFPE clínicas con una polimerasa Q5 de corrección de lectura y una sonda de baliza molecular de una secuencia CGCAGGAAGCTAAAAAAAAAACCCTTCTGCG (que tiene como marcador Texas Red y como un extintor Iowa Black FQ) diseñado para detectar posibles pérdidas de homonucleótidos en un marcador de MSI ABAT. El pico más oscuro continuo corresponde a una muestra de MSS (estable) donde ABAT es de tipo natural y comprende 11 repeticiones de adenina. La línea con círculos muestra una curva doble obtenida en el ADN de una muestra de MSI-H que comprende un pico de deleción más alto en el lado derecho de la curva y un pico WT más pequeño en el lado izquierdo. El pico WT se observa habitualmente en muestras de tumor de MSI-H ya que hay casi siempre una contaminación de tejido tumoral siempre con ADN WT del estroma circundante del tumor.An example of the above is shown in Figure 5. Upper panel A shows melting peaks obtained in the DNA of 2 clinical FFPE samples with a proofreading Q5 polymerase and a molecular beacon probe of a sequence CGCAGGAAGCTAAAAAAAAAACCCTTCTGCG (which has a Texas Red marker and an Iowa Black FQ quencher) designed to detect possible homonucleotide losses in an MSI ABAT marker. The darkest continuous peak corresponds to an MSS (stable) sample where ABAT is wild type and comprises 11 adenine repeats. The circled line shows a double curve obtained on DNA from an MSI-H sample comprising a higher deletion peak on the right side of the curve and a smaller WT peak on the left side. The WT peak is usually observed in MSI-H tumor samples since there is almost always contamination of tumor tissue always with WT DNA from the surrounding tumor stroma.
Tales resultados estables podrían obtenerse de manera repetitiva con otras muestras cuando se usa la polimerasa Q5 de corrección de lectura y la baliza molecular específica de ABAT descrita anteriormente sin la necesidad de proteger adicionalmente dicha baliza con cualquier modificación química adicional. Se ha planteado la hipótesis de que esto resulta probablemente de la estructura 3D de dicho tallo de baliza que es incompatible para unirse y digerirse por el centro activo de exonucleasa de la polimerasa Q5.Such stable results could be obtained repetitively with other samples when using the proofreading Q5 polymerase and the ABAT-specific molecular beacon described above without the need to additionally protect said beacon with any additional chemical modifications. It has been hypothesized that this likely results from the 3D structure of such a beacon stem which is incompatible for binding and digesting by the exonuclease active center of Q5 polymerase.
Se obtuvo un perfil de fusión completamente diferente, mostrado en el lado izquierdo del panel inferior B de la figura 5, con la polimerasa Q5 para otra baliza molecular específica para ABAT y que tenía la secuencia de CCGTCCGAAGCTAAAAAAAAAACCCTTGGACGG (mismo marcador y extintor). Esta sonda pudo degradarse de manera eficiente y repetida por la actividad exonucleasa de la polimerasa Q5 durante la PCR. Dado que la baliza se degradó en el transcurso de la PCR, no pudo obtenerse señal durante el análisis de la curva de fusión posterior a la PCR (el gráfico es plano). El lado derecho del panel B muestra un perfil de qPCR para la misma sonda lo que demuestra que la baliza es funcional y genera señal durante la PCR. Dado que la señal ya no está presente en la fusión posterior a la PCR, esto demuestra que la señal generada durante la PCR fue provocada por la degradación de la baliza.A completely different fusion profile, shown on the left side of the lower panel B of Figure 5, was obtained with the Q5 polymerase for another molecular beacon specific for ABAT and having the sequence of CCGTCCGAAGCTAAAAAAAAACCCTTGGACGG (same marker and quencher). This probe was able to be efficiently and repeatedly degraded by the exonuclease activity of Q5 polymerase during PCR. Because the beacon degraded over the course of PCR, no signal could be obtained during post-PCR melting curve analysis (graph is flat). The right side of panel B shows a qPCR profile for the same probe demonstrating that the beacon is functional and generates signal during PCR. Since the signal is no longer present in the post-PCR melt, this demonstrates that the signal generated during PCR was caused by beacon degradation.
Se observó que en las PCR realizadas usando la polimerasa Q5, pero con otras sondas de baliza molecular específicas para diferentes marcadores de MSI, se observó la misma tendencia dependiendo de cuál de los tallos anteriormente descritos para las dos sondas específicas de ABAT estaba presente en la baliza dada. It was observed that in PCRs performed using Q5 polymerase, but with other molecular beacon probes specific for different MSI markers, the same trend was observed depending on which of the stems previously described for the two ABAT-specific probes was present in the given beacon.
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